材料科学与工程专业优秀论文材料科学与工程专业优秀论文 基于树枝状聚酯的树枝化聚合物的基于树枝状聚酯的树枝化聚合物的合成与研究合成与研究关键词：树枝状聚酯关键词：树枝状聚酯 树枝化聚合物树枝化聚合物 聚氨酯聚氨酯 嵌段共聚物嵌段共聚物 自组装自组装 合成方法合成方法摘要：树枝状聚酯是至今为止唯一可降解的树枝状大分子，具有良好的生物相 容性，在药物靶向释放和组织工程领域具有广泛的应用前景。本文采用收敛法 合成了 4 代树枝状聚酯大分子，并研究了两种基于此大分子的树枝化聚合物的 合成及性质。研究主要分为以下三个方面： (1)含有梳状聚 L-丙交酯(PLLA) 和线性聚乙二醇(PEG)的哑铃型三嵌段共聚物的合成与研究 将氨基封端的 4 代树枝状聚酯大分子连接到 Mw=10，000 的 PEG 两端，脱除树枝状大分子表面缩 酮保护基后得到两端各含有 16 个羟基的树枝化聚合物，并以此聚合物为大分子 引发剂引发 L-丙交酯开环聚合合成了一种中间为亲水性的 PEG 链段，两端为 32 个疏水性的 PLLA 链段的哑铃型三嵌段共聚物。共聚物中 PLLA 链段聚合度可通 过单体/引发剂比例加以调节。这种支化结构聚酯材料不仅能达到很高分子量和 很窄的分子量分布，同时具有较好的亲水性，以及大量的活性端羟基可用于化 学修饰。体外细胞培养和动物实验表明高分子量共聚物的细胞和组织相容性较 线性的 PLLA 明显提高。 (2)侧链树枝化聚氨酯的合成与研究 以聚碳酸酯 二元醇(PCDL)为软段，1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段，二羟甲基丙酸 (bis-MPA)为扩链剂合成了一种侧链含有羧基官能团的聚碳酸酯型聚氨酯材料。 将氨基封端的 4 代支化树枝状聚酯大分子共价接枝到聚氨酯的侧链上，脱除树 枝状分子表面缩酮保护基后得到了一种侧链树枝化多羟基聚氨酯材料。树枝状 大分子的引入使聚合物中硬段和软缎的相容性提高，相筹变小，结晶度下降， 热稳定性提高，亲水性明显改善。此聚合物能有效黏附 CD133 抗体，黏附了抗 体的材料可促进 CD133 内皮祖细胞的黏附和增殖，动物实验表明，黏附有 CD133 抗体的侧链树枝化聚氨酯材料能定向捕捉血液中的 CD133 内皮祖细胞， 并使其在材料表面定向分化为内皮细胞，从而提高材料理想的血液相容性。 (3)哑铃型嵌段共聚物的自组装 哑铃型嵌段共聚物低浓度下可分散在水中形 成球型胶束。随着共聚物浓度的增加，胶束的粒径也相应增加。当共聚物的分 子量超过一定范围，所形成的胶束粒子可再次的聚集形成大量肉眼可见的竹节 型管状组装体。正文内容正文内容树枝状聚酯是至今为止唯一可降解的树枝状大分子，具有良好的生物相容 性，在药物靶向释放和组织工程领域具有广泛的应用前景。本文采用收敛法合 成了 4 代树枝状聚酯大分子，并研究了两种基于此大分子的树枝化聚合物的合 成及性质。研究主要分为以下三个方面： (1)含有梳状聚 L-丙交酯(PLLA)和 线性聚乙二醇(PEG)的哑铃型三嵌段共聚物的合成与研究 将氨基封端的 4 代 树枝状聚酯大分子连接到 Mw=10，000 的 PEG 两端，脱除树枝状大分子表面缩酮 保护基后得到两端各含有 16 个羟基的树枝化聚合物，并以此聚合物为大分子引 发剂引发 L-丙交酯开环聚合合成了一种中间为亲水性的 PEG 链段，两端为 32 个疏水性的 PLLA 链段的哑铃型三嵌段共聚物。共聚物中 PLLA 链段聚合度可通 过单体/引发剂比例加以调节。这种支化结构聚酯材料不仅能达到很高分子量和 很窄的分子量分布，同时具有较好的亲水性，以及大量的活性端羟基可用于化 学修饰。体外细胞培养和动物实验表明高分子量共聚物的细胞和组织相容性较 线性的 PLLA 明显提高。 (2)侧链树枝化聚氨酯的合成与研究 以聚碳酸酯 二元醇(PCDL)为软段，1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段，二羟甲基丙酸 (bis-MPA)为扩链剂合成了一种侧链含有羧基官能团的聚碳酸酯型聚氨酯材料。 将氨基封端的 4 代支化树枝状聚酯大分子共价接枝到聚氨酯的侧链上，脱除树 枝状分子表面缩酮保护基后得到了一种侧链树枝化多羟基聚氨酯材料。树枝状 大分子的引入使聚合物中硬段和软缎的相容性提高，相筹变小，结晶度下降， 热稳定性提高，亲水性明显改善。此聚合物能有效黏附 CD133 抗体，黏附了抗 体的材料可促进 CD133 内皮祖细胞的黏附和增殖，动物实验表明，黏附有 CD133 抗体的侧链树枝化聚氨酯材料能定向捕捉血液中的 CD133 内皮祖细胞， 并使其在材料表面定向分化为内皮细胞，从而提高材料理想的血液相容性。 (3)哑铃型嵌段共聚物的自组装 哑铃型嵌段共聚物低浓度下可分散在水中形 成球型胶束。随着共聚物浓度的增加，胶束的粒径也相应增加。当共聚物的分 子量超过一定范围，所形成的胶束粒子可再次的聚集形成大量肉眼可见的竹节 型管状组装体。 树枝状聚酯是至今为止唯一可降解的树枝状大分子，具有良好的生物相容性， 在药物靶向释放和组织工程领域具有广泛的应用前景。本文采用收敛法合成了 4 代树枝状聚酯大分子，并研究了两种基于此大分子的树枝化聚合物的合成及 性质。研究主要分为以下三个方面： (1)含有梳状聚 L-丙交酯(PLLA)和线性 聚乙二醇(PEG)的哑铃型三嵌段共聚物的合成与研究 将氨基封端的 4 代树枝 状聚酯大分子连接到 Mw=10，000 的 PEG 两端，脱除树枝状大分子表面缩酮保护 基后得到两端各含有 16 个羟基的树枝化聚合物，并以此聚合物为大分子引发剂 引发 L-丙交酯开环聚合合成了一种中间为亲水性的 PEG 链段，两端为 32 个疏 水性的 PLLA 链段的哑铃型三嵌段共聚物。共聚物中 PLLA 链段聚合度可通过单 体/引发剂比例加以调节。这种支化结构聚酯材料不仅能达到很高分子量和很窄 的分子量分布，同时具有较好的亲水性，以及大量的活性端羟基可用于化学修 饰。体外细胞培养和动物实验表明高分子量共聚物的细胞和组织相容性较线性 的 PLLA 明显提高。 (2)侧链树枝化聚氨酯的合成与研究 以聚碳酸酯二元 醇(PCDL)为软段，1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段，二羟甲基丙酸(bis- MPA)为扩链剂合成了一种侧链含有羧基官能团的聚碳酸酯型聚氨酯材料。将氨 基封端的 4 代支化树枝状聚酯大分子共价接枝到聚氨酯的侧链上，脱除树枝状分子表面缩酮保护基后得到了一种侧链树枝化多羟基聚氨酯材料。树枝状大分 子的引入使聚合物中硬段和软缎的相容性提高，相筹变小，结晶度下降，热稳 定性提高，亲水性明显改善。此聚合物能有效黏附 CD133 抗体，黏附了抗体的 材料可促进 CD133 内皮祖细胞的黏附和增殖，动物实验表明，黏附有 CD133 抗 体的侧链树枝化聚氨酯材料能定向捕捉血液中的 CD133 内皮祖细胞，并使其在 材料表面定向分化为内皮细胞，从而提高材料理想的血液相容性。 (3)哑铃 型嵌段共聚物的自组装 哑铃型嵌段共聚物低浓度下可分散在水中形成球型胶 束。随着共聚物浓度的增加，胶束的粒径也相应增加。当共聚物的分子量超过 一定范围，所形成的胶束粒子可再次的聚集形成大量肉眼可见的竹节型管状组 装体。 树枝状聚酯是至今为止唯一可降解的树枝状大分子，具有良好的生物相容性， 在药物靶向释放和组织工程领域具有广泛的应用前景。本文采用收敛法合成了 4 代树枝状聚酯大分子，并研究了两种基于此大分子的树枝化聚合物的合成及 性质。研究主要分为以下三个方面： (1)含有梳状聚 L-丙交酯(PLLA)和线性 聚乙二醇(PEG)的哑铃型三嵌段共聚物的合成与研究 将氨基封端的 4 代树枝 状聚酯大分子连接到 Mw=10，000 的 PEG 两端，脱除树枝状大分子表面缩酮保护 基后得到两端各含有 16 个羟基的树枝化聚合物，并以此聚合物为大分子引发剂 引发 L-丙交酯开环聚合合成了一种中间为亲水性的 PEG 链段，两端为 32 个疏 水性的 PLLA 链段的哑铃型三嵌段共聚物。共聚物中 PLLA 链段聚合度可通过单 体/引发剂比例加以调节。这种支化结构聚酯材料不仅能达到很高分子量和很窄 的分子量分布，同时具有较好的亲水性，以及大量的活性端羟基可用于化学修 饰。体外细胞培养和动物实验表明高分子量共聚物的细胞和组织相容性较线性 的 PLLA 明显提高。 (2)侧链树枝化聚氨酯的合成与研究 以聚碳酸酯二元 醇(PCDL)为软段，1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段，二羟甲基丙酸(bis- MPA)为扩链剂合成了一种侧链含有羧基官能团的聚碳酸酯型聚氨酯材料。将氨 基封端的 4 代支化树枝状聚酯大分子共价接枝到聚氨酯的侧链上，脱除树枝状 分子表面缩酮保护基后得到了一种侧链树枝化多羟基聚氨酯材料。树枝状大分 子的引入使聚合物中硬段和软缎的相容性提高，相筹变小，结晶度下降，热稳 定性提高，亲水性明显改善。此聚合物能有效黏附 CD133 抗体，黏附了抗体的 材料可促进 CD133 内皮祖细胞的黏附和增殖，动物实验表明，黏附有 CD133 抗 体的侧链树枝化聚氨酯材料能定向捕捉血液中的 CD133 内皮祖细胞，并使其在 材料表面定向分化为内皮细胞，从而提高材料理想的血液相容性。 (3)哑铃 型嵌段共聚物的自组装 哑铃型嵌段共聚物低浓度下可分散在水中形成球型胶 束。随着共聚物浓度的增加，胶束的粒径也相应增加。当共聚物的分子量超过 一定范围，所形成的胶束粒子可再次的聚集形成大量肉眼可见的竹节型管状组 装体。 树枝状聚酯是至今为止唯一可降解的树枝状大分子，具有良好的生物相容性， 在药物靶向释放和组织工程领域具有广泛的应用前景。本文采用收敛法合成了 4 代树枝状聚酯大分子，并研究了两种基于此大分子的树枝化聚合物的合成及 性质。研究主要分为以下三个方面： (1)含有梳状聚 L-丙交酯(PLLA)和线性 聚乙二醇(PEG)的哑铃型三嵌段共聚物的合成与研究 将氨基封端的 4 代树枝 状聚酯大分子连接到 Mw=10，000 的 PEG 两端，脱除树枝状大分子表面缩酮保护 基后得到两端各含有 16 个羟基的树枝化聚合物，并以此聚合物为大分子引发剂 引发 L-丙交酯开环聚合合成了一种中间为亲水性的 PEG 链段，两端为 32 个疏水性的 PLLA 链段的哑铃型三嵌段共聚物。共聚物中 PLLA 链段聚合度可通过单 体/引发剂比例加以调节。这种支化结构聚酯材料不仅能达到很高分子量和很窄 的分子量分布，同时具有较好的亲水性，以及大量的活性端羟基可用于化学修 饰。体外细胞培养和动物实验表明高分子量共聚物的细胞和组织相容性较线性 的 PLLA 明显提高。 (2)侧链树枝化聚氨酯的合成与研究 以聚碳酸酯二元 醇(PCDL)为软段，1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段，二羟甲基丙酸(bis- MPA)为扩链剂合成了一种侧链含有羧基官能团的聚碳酸酯型聚氨酯材料。将氨 基封端的 4 代支化树枝状聚酯大分子共价接枝到聚氨酯的侧链上，脱除树枝状 分子表面缩酮保护基后得到了一种侧链树枝化多羟基聚氨酯材料。树枝状大分 子的引入使聚合物中硬段和软缎的相容性提高，相筹变小，结晶度下降，热稳 定性提高，亲水性明显改善。此聚合物能有效黏附 CD133 抗体，黏附了抗体的 材料可促进 CD133 内皮祖细胞的黏附和增殖，动物实验表明，黏附有 CD133 抗 体的侧链树枝化聚氨酯材料能定向捕捉血液中的 CD133 内皮祖细胞，并使其在 材料表面定向分化为内皮细胞，从而提高材料理想的血液相容性。 (3)哑铃 型嵌段共聚物的自组装 哑铃型嵌段共聚物低浓度下可分散在水中形成球型胶 束。随着共聚物浓度的增加，胶束的粒径也相应增加。当共聚物的分子量超过 一定范围，所形成的胶束粒子可再次的聚集形成大量肉眼可见的竹节型管状组 装体。 树枝状聚酯是至今为止唯一可降解的树枝状大分子，具有良好的生物相容性，